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一種紅外遙感器背景電平漂移消除系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】一種紅外遙感器背景電平漂移消除系統(tǒng)及其方法應(yīng)用于航天遙感領(lǐng)域。此方法的特征在于：紅外探測(cè)器接收光路遮擋裝置周期遮擋的匯聚光信號(hào)，將匯聚光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路，時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將電信號(hào)中被光路遮擋裝置中的擋片遮擋時(shí)刻紅外探測(cè)器輸出的隔離直流信號(hào)箝位到零，從而消除了紅外探測(cè)器輸出的背景電平。此方法從系統(tǒng)角度，利用光路遮擋裝置與電路配合，解決紅外焦平面探測(cè)器本身暗電流隨工作溫度變化以及探測(cè)器本身退化而引起的遙感器輸出圖像背景電平變化的問題，對(duì)抑制圖像的暗背景，保留相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍、提高圖像質(zhì)量具有積極意義。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紅外遙感器背景電平漂移消除系統(tǒng)及其方法，屬于航天遙感技術(shù) 領(lǐng)域。 一種紅外遙感器背景電平漂移消除系統(tǒng)及其方法

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航天光學(xué)遙感器技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)光學(xué)遙感器的成像質(zhì)量的要求也越來越 高，但由于國(guó)內(nèi)紅外探測(cè)器工藝水平受限制，使得紅外探測(cè)器在無光照條件下的輸出隨工 作溫度升高而發(fā)生變化，理論上，其遞增趨勢(shì)為單調(diào)上升，實(shí)際上，紅外探測(cè)器無光照輸出 為非單調(diào)曲線。由于紅外探測(cè)器制冷部件，例如：輻冷器或者制冷機(jī)，隨時(shí)間其性能會(huì)發(fā)生 衰變，其次其制冷溫度也不能保持理想恒定，這樣使空間遙感相機(jī)輸出圖像暗背景隨紅外 探測(cè)器工作溫度變化而改變，特別是由于溫度與背景之間的非單調(diào)性，導(dǎo)致溫度區(qū)間內(nèi)存 在極大值或極小值，若在極大值或極小值周圍變化，則可能存在溫度變化范圍很小而背景 電平變化劇烈的問題。傳統(tǒng)的解決方式是對(duì)紅外探測(cè)器輸出模擬信號(hào)進(jìn)行減電平處理，設(shè) 置多檔電平值，根據(jù)遙感相機(jī)試驗(yàn)室定標(biāo)情況或者在軌飛行情況，模擬信號(hào)剪去一固定電 平。此方法無法對(duì)探測(cè)器隨溫度變化時(shí)產(chǎn)生的背景電平進(jìn)行實(shí)時(shí)抑制，導(dǎo)致當(dāng)直流電平設(shè) 置不當(dāng)或探測(cè)器溫度發(fā)生較大變化時(shí)，探測(cè)器仍有背景電平信號(hào)輸出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種紅外遙感器背景電平漂 移消除系統(tǒng)及其方法，通過遙感器光學(xué)遮擋裝置與時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路相互配合下， 使用對(duì)紅外探測(cè)器輸出電信號(hào)先進(jìn)行直流隔離后進(jìn)行直流恢復(fù)的方式，將電信號(hào)中被光路 遮擋裝置中的擋片遮擋時(shí)刻紅外探測(cè)器輸出的隔離直流信號(hào)箝位到零，消除了紅外探測(cè)器 輸出的背景電平。從系統(tǒng)角度，利用光路遮擋裝置與電路配合，解決了紅外探測(cè)器背景電平 隨溫度漂移的問題，提高了紅外探測(cè)器輸出圖像的質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種紅外遙感器背景電平漂移消除方法，步驟如下：
[0005] (1)光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，輸出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置；
[0006] (2)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路；
[0007] (3)機(jī)構(gòu)控制電路接收步驟（2)中產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào) 產(chǎn)生光路遮擋裝置中旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置；
[0008] (4)光路遮擋裝置的光電碼盤，受步驟（3)中的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控 制，隨光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光 路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步；
[0009] (5)在步驟（4)實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步的條 件下，光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)受步驟（3)的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擺桿 一端的擋片擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外 探測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出 的匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器；
[0010] (6)紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下， 將步驟（5)光路遮擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與 信號(hào)處理電路。
[0011] (7)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將步驟￠)的電信號(hào)進(jìn)行隔離直流、差分放大、二階 濾波、直流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)，即消除了背景電平的紅外 探測(cè)器輸出信號(hào)。
[0012] 所述的步驟（7)中的直流恢復(fù)過程為：在幀周期脈沖信號(hào)控制下，時(shí)序產(chǎn)生與信 號(hào)處理電路將依照幀周期脈沖信號(hào)，生成箝位信號(hào)。將箝位脈沖上升沿時(shí)刻，即電信號(hào)中紅 外探測(cè)器被光路遮擋裝置中的擋片遮擋時(shí)刻的紅外探測(cè)器輸出隔離直流信號(hào)箝位到零，消 除了紅外探測(cè)器輸出的背景電平。
[0013] 所述的所述的步驟（7)中的隔離直流過程為：去除紅外探測(cè)器輸出的電信號(hào)中的 直流分量。
[0014] 上述紅外遙感器背景電平漂移消除方法所采用的系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)控制 電路、光路遮擋裝置、時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路、紅外探測(cè)器；
[0015] 光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，輸出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置；
[0016] 時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供紅外探測(cè)器工作所需的時(shí)序信號(hào)、偏置電平，并給 紅外探測(cè)器供電，同時(shí)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電 路，同時(shí)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路接收紅外探測(cè)器輸出的圖像電信號(hào)，將電信號(hào)進(jìn)行隔離 直流、差分放大、二階濾波、直流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)；
[0017] 機(jī)構(gòu)控制電路接收幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào)產(chǎn)生光路遮擋裝置中旋 轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置；
[0018] 光路遮擋裝置包括旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)、光電碼盤和擺桿，擺桿上設(shè)有擋片，旋轉(zhuǎn)直 流無刷電機(jī)受旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 擺桿上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擋片遮擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光 學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外探測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系 統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器，同時(shí)光電碼盤隨旋 轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期 與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步；
[0019] 紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下，將光 路遮擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] (1)對(duì)比現(xiàn)在對(duì)模擬通道信號(hào)直接減固定電平的方式，此方法可以最大限度的保 留了紅外探測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍，從而使紅外探測(cè)器輸出低端響應(yīng)也能夠有效保存。
[0022] (2)實(shí)時(shí)性，由于光路遮擋裝置與幀周期脈沖信號(hào)同步，在每幀成像的過程中，此 方法可實(shí)時(shí)對(duì)背景電平進(jìn)行調(diào)整。
[0023] (3)由于紅外探測(cè)器的背景電平隨外界溫度變化而變化，此通過此方法，可以有效 抑制探測(cè)器熱噪聲給最終圖像帶來的影響。
[0024] (4)由于紅外探測(cè)器的背景電平隨探測(cè)器的退化而變化，此通過此方法，可以有效 抑制探測(cè)器本身退化給最終圖像帶來的影響。
[0025] (5)自動(dòng)性，由于此種方法對(duì)比傳統(tǒng)減固定電平的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)背景電平的自 動(dòng)校正。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明中的系統(tǒng)具體工作實(shí)現(xiàn)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
[0028] 圖3本發(fā)明的抑制前后信號(hào)對(duì)比圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明的光路遮擋裝置；
[0030] 圖5為本發(fā)明機(jī)構(gòu)控制電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖1所示，一種紅外遙感器背景電平漂 移消除系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)控制電路、光路遮擋裝置、時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路、紅外 探測(cè)器；
[0032] 光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，利用R-C光學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)光信號(hào)通過光學(xué)系統(tǒng)后，輸 出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置；
[0033] 時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路利用FPGA提供紅外探測(cè)器工作所需的時(shí)序信號(hào)，利用 基準(zhǔn)源分壓實(shí)現(xiàn)偏置電平輸出，利用線性穩(wěn)壓塊輸出電平為紅外探測(cè)器供電，同時(shí)時(shí)序產(chǎn) 生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路，同時(shí)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理 電路接收紅外探測(cè)器輸出的圖像電信號(hào)，將電信號(hào)進(jìn)行隔離直流、差分放大、二階濾波、直 流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)；
[0034] 機(jī)構(gòu)控制電路接收幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào)產(chǎn)生光路遮擋裝置中旋 轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置；
[0035] 光路遮擋裝置包括旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)、光電碼盤和擺桿，擺桿上設(shè)有擋片，旋轉(zhuǎn)直 流無刷電機(jī)受旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 擺桿上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擋片遮擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光 學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外探測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系 統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器，同時(shí)光電碼盤隨旋 轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期 與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步；
[0036] 紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下，將光 路遮擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路。
[0037] 如圖2所示，一種紅外遙感器背景電平漂移消除方法，包括步驟如下：
[0038] (1)光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，將目標(biāo)光信號(hào)依次通過平面反射鏡、主鏡和次鏡輸 出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置；
[0039] (2)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路；
[0040] (3)機(jī)構(gòu)控制電路接收步驟（2)中產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào) 產(chǎn)生光路遮擋裝置中旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置；
[0041] (4)光路遮擋裝置的光電碼盤，受步驟（3)中的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控 制，隨光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光 路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步；
[0042] (5)在步驟（4)實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步的條 件下，光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)受步驟（3)的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擺桿 一端的擋片擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外 探測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出 的匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器；
[0043] (6)紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下， 將步驟（5)光路遮擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與 信號(hào)處理電路；
[0044] (7)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將步驟￠)的電信號(hào)進(jìn)行隔離直流、差分放大、二階 濾波、直流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)，即消除了背景電平的紅外 探測(cè)器輸出信號(hào)。
[0045] 如圖3所示，圖中第一組信號(hào)為探測(cè)器輸出的圖像電信號(hào)，圖中原始信號(hào)的a段， 代表探測(cè)器被光路遮擋裝置內(nèi)的擋片遮擋時(shí)，探測(cè)器輸出的背景電平（此背景電平會(huì)隨紅 外探測(cè)器的壽命及制冷溫度的變化而發(fā)生變化），其余部分b段為光路遮擋裝置不遮擋紅 外探測(cè)器時(shí)，紅外輸出的有效光信號(hào)。圖中第二組信號(hào)為幀周期同步信號(hào)，此信號(hào)不僅在時(shí) 序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路中產(chǎn)生內(nèi)部直流恢復(fù)所需的箝位信號(hào)（如圖中第三組信號(hào)所示）， 并將此信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路。機(jī)構(gòu)控制電路產(chǎn)生對(duì)光路遮擋裝置的控制信號(hào)，使裝置旋 轉(zhuǎn)與幀周期同步信號(hào)周期相同。紅外探測(cè)器輸入至?xí)r序產(chǎn)生于信號(hào)處理電路中的信號(hào)，先 進(jìn)行直流濾波，濾波后如圖3中第四組信號(hào)所示，信號(hào)中直流分量被去除。將此直流分量 進(jìn)行放大、濾波等處理后，根據(jù)箝位脈沖的時(shí)序關(guān)系，將箝位脈沖所對(duì)應(yīng)的探測(cè)器輸出信號(hào) (即a段）進(jìn)行箝位，將值箝位至0V，實(shí)現(xiàn)直流恢復(fù)，從而消除紅外探測(cè)器輸出的背景信號(hào)。 在此狀態(tài)下，紅外探測(cè)器若發(fā)生背景漂移時(shí)，在與幀周期同步的每個(gè)周期內(nèi)，均對(duì)背景電平 進(jìn)行箝位，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、自動(dòng)的背景電平抑制。
[0046] 如圖4所示，光路遮擋裝置中，c為擋片，用來遮擋匯聚光信號(hào)。d為擺桿，擋片c安 裝在擺桿d上。e為旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)，f為光電碼盤。旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)e受旋轉(zhuǎn)直流無 刷電機(jī)的控制信號(hào)控制進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)e的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿d上的擋片c隨旋 轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，光路遮擋裝置的光電碼盤f，受旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)e的控制信 號(hào)控制，隨光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)e同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)的周期同步。
[0047] 如圖5所示，本發(fā)明的機(jī)構(gòu)控制電路采取PLL鎖相環(huán)控制方式，電路包括鑒頻鑒相 器PFD，環(huán)路濾波器和驅(qū)動(dòng)放大器三部分組成。鑒頻鑒相器PFD對(duì)幀周期脈沖信號(hào)和光電碼 盤提供的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，兩者之間的相位差經(jīng)過環(huán)路濾波器做超前-滯后校正后生成 調(diào)節(jié)量輸出給驅(qū)動(dòng)放大器，驅(qū)動(dòng)放大器控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)。電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，機(jī)構(gòu)控制電路不斷 進(jìn)行鎖頻鎖相，從而實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0048] 本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種紅外遙感器背景電平漂移消除方法，其特征在于步驟如下： (1) 光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，輸出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置； (2) 時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路； (3) 機(jī)構(gòu)控制電路接收步驟（2)中產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào)產(chǎn)生 光路遮擋裝置中旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置； (4) 光路遮擋裝置的光電碼盤，受步驟（3)中的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制，隨 光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光路遮 擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步； (5) 在步驟（4)實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀周期脈沖信號(hào)得周期同步的條件 下，光路遮擋裝置的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)受步驟（3)的旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制進(jìn) 行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擺桿一 端的擋片擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外探 測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的 匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器； (6) 紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下，將步 驟（5)光路遮擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與信號(hào) 處理電路； (7) 時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將步驟￠)的電信號(hào)進(jìn)行隔離直流、差分放大、二階濾 波、直流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)，即消除了背景電平的紅外探 測(cè)器輸出信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外遙感器背景電平漂移消除方法，其特征在于所述的 步驟（7)中的直流恢復(fù)過程為：在幀周期脈沖信號(hào)控制下，時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將依 照幀周期脈沖信號(hào)，生成箝位信號(hào)，將箝位脈沖上升沿時(shí)刻，即電信號(hào)中紅外探測(cè)器被光路 遮擋裝置中的擋片遮擋時(shí)刻的紅外探測(cè)器輸出隔離直流信號(hào)箝位到零，消除了紅外探測(cè)器 輸出的背景電平。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外遙感器背景電平漂移消除方法，其特征在于所述的 所述的步驟（7)中的隔離直流過程為：去除紅外探測(cè)器輸出的電信號(hào)中的直流分量。
4. 一種紅外遙感器背景電平漂移消除系統(tǒng)，其特征在于：包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)控制電 路、光路遮擋裝置、時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路、紅外探測(cè)器； 光學(xué)系統(tǒng)收集目標(biāo)光信號(hào)，輸出匯聚光信號(hào)送到光路遮擋裝置； 時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供紅外探測(cè)器工作所需的時(shí)序信號(hào)、偏置電平，并給紅外 探測(cè)器供電，同時(shí)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路將產(chǎn)生的幀周期脈沖信號(hào)送至機(jī)構(gòu)控制電路， 同時(shí)時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路接收紅外探測(cè)器輸出的圖像電信號(hào)，將電信號(hào)進(jìn)行隔離直 流、差分放大、二階濾波、直流恢復(fù)，采樣保持和多路合成后輸出串行的圖像電信號(hào)； 機(jī)構(gòu)控制電路接收幀周期脈沖信號(hào)，根據(jù)幀周期脈沖信號(hào)產(chǎn)生光路遮擋裝置中旋轉(zhuǎn)直 流無刷電機(jī)的控制信號(hào)送至光路遮擋裝置； 光路遮擋裝置包括旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)、光電碼盤和擺桿，擺桿上設(shè)有擋片，旋轉(zhuǎn)直流無 刷電機(jī)受旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的控制信號(hào)控制進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿 上的擋片隨旋轉(zhuǎn)直流無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擋片遮擋住光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系 統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)無法送至紅外探測(cè)器，當(dāng)擋片隨直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不遮擋光學(xué)系統(tǒng)輸 出的匯聚光信號(hào)時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)輸出的匯聚光信號(hào)送至紅外探測(cè)器，同時(shí)光電碼盤隨旋轉(zhuǎn)直 流無刷電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，給機(jī)構(gòu)控制電路提供反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光路遮擋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與幀 周期脈沖信號(hào)得周期同步； 紅外探測(cè)器在時(shí)序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路提供的電源、時(shí)序信號(hào)、偏置電平下，將光路遮 擋裝置送來的匯聚光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后形成電信號(hào)送至?xí)r序產(chǎn)生與信號(hào)處理電路。
【文檔編號(hào)】G01C11/02GK104061908SQ201410265834
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王杰, 馬越, 周峰 申請(qǐng)人:北京空間機(jī)電研究所